DE3538191A1 - Gesteinsbohrer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer mit Schneid­ platte, die eine Zentralschneide mit zwei in Bohrrichtung konvergierenden Schneidkanten und beidseits daran anschlies­ send Aussenschneiden aufweist, die von zur Bohrerachse parallel verlaufenden Aussenkanten begrenzt sind.

Zum Herstellen von Bohrungen in Gestein, Beton oder anderen mineralischen Materialien finden Bohrer Verwendung, die unter Drehbewegung mit überlagerten, in Richtung der Bohrer­ achse wirkenden Schlagimpulsen in die Materialien vorgetrie­ ben werden. Die Bohrer verfügen zumeist über einen Schaft mit wendelförmig verlaufenden Ableitnuten für das abgetragene Bohrklein und eine im vorderen Endbereich des Schaftes fest­ gelegte, den Schaft in Bohrrichtung überragende Schneidplatte, meist aus Hartmetall. Die Schneidplatte weist stirnseitig in Bohrrichtung konvergierende Schneidkanten auf.

Bei bekannten Gesteinsbohrern (DE-OS 19 21 677) ist die Stirnseite der Schneidplatte von einer Zentralschneide mit in Bohrrichtung konvergierenden Schneidkanten und an diese beidseitig anschliessende Aussenschneiden mit ebenfalls in Bohrrichtung konvergierenden Schneidkanten gebildet. Die Schneidkanten der Zentralschneide übernehmen beim Bohrvor­ gang die Zentrierfunktion.

Ein erheblicher Nachteil dieser bekannten Bohrer besteht da­ rin, dass von den Schneidkanten der Aussenschneiden beim Bohr­ vorgang seitlich in das mit einer Bohrung zu versehende Material Kräfte eingeleitet werden, die zu einer Schädigung der Materialstruktur in der Zone der Bohrungswandung führen. Erfahrungsgemäss entstehen gequetschte, rissige Strukturen, die sich bei mittlerem Bohrdurchmesser etwa 1 mm tief von der Bohrungswandung in das Material hineinerstrecken. Die somit verminderte Festigkeit der Zone der Bohrungswandung führt zu einer Beeinträchtigung der Verankerungswerte von in diese Bohrung gesetzten Verankerungselementen, wie Verbund­ anker und Spreizdübel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gesteinsboh­ rer mit einer Schneidplatte zu schaffen, der bei der Herstel­ lung von Bohrungen eine Schädigung der Materialstruktur in der Zone der Bohrungswandung verhindert.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Aussenschneiden Schneidkanten aufweisen, die derart ge­ neigt sind, dass sie mit den Aussenkanten einen Winkel von 45° bis 90° einschliessen.

Die im Zentrum angeordnete Zentralschneide mit zwei in Bohr­ richtung konvergierenden Schneidkanten übernimmt neben der Abtragfunktion auch die Zentrierfunktion. Beim Bohrvorgang treten durch die Neigung der konvergierenden Schneidkanten der Zentralschneide seitlich auf das mit der Bohrung zu ver­ sehende Material einwirkende Kräfte auf. Diese Kräfte verur­ sachen in der die grösste Radialerstreckung der Zentral­ schneide radial beidseitig um beispielsweise einen 1 mm über­ ragenden Zone des Materials eine gequetschte, rissige Struk­ tur. Dank der radialen Zurückversetzung der konvergierenden Schneidkanten liegt diese beschädigte Zone im axialen Wirk­ bereich der Aussenschneiden. Die Schneidkanten der Aussen­ schneiden tragen beim Bohrvorgang zufolge deren erfindungs­ gemässen Ausrichtung zu den Aussenkanten die beschädigte Zone scherend ab. Für die Materialstruktur schädliche, seit­ lich wirkende Kräfte treten dabei nicht auf, so dass eine be­ schädigungsfreie Bohrlochwandung geschaffen wird. Für weiche Materialien, wie Backstein oder Gasbeton, eignet sich im be­ sonderen ein kleiner Winkel des angegebenen Winkelbereichs für die Neigung der Schneidkanten, für harte Materialien, wie Beton oder Gestein, ein grosser Winkel - also 90° oder annähernd 90°.

Vorzugsweise beträgt die radiale Erstreckung der Schneidkan­ ten der Aussenschneiden das 0,1- bis 0,7fache der radialen Erstreckung einer der in Bohrrichtung konvergierenden Schneid­ kanten. Diese Ausbildung stellt sicher, dass die Aussen­ schneiden die Zone mit beschädigter Materialstruktur voll­ ständig abtragen, ohne dass von den Aussenschneiden weitere Bohrarbeit übernommen werden muss. Für Bohrer zur Bearbei­ tung weicher Materialien, wie Backstein oder Gasbeton, eignet sich als radiale Erstreckung im besonderen das 0,5fache, für harte Materialien, wie Beton oder Gestein, das 0,2fache.

Die Schneidkanten der Aussenschneiden können sich direkt, d.h. ohne axialen Absatz, an die konvergierenden Schneidkanten der Zentralschneide anschliessen. Um jedoch eine bessere Zen­ trierung beim Bohrvorgang zu erreichen, sind die Schneidkan­ ten der Aussenschneiden mit Vorteil entgegen der Bohrrich­ tung zurückversetzt. Das Mass der Zurückversetzung wird zweckmässig klein gehalten, um eine möglichst grosse nutz­ bare Länge der Bohrungswandung in Bezug auf die Gesamttiefe der Bohrung zu erreichen.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Schneid­ kanten der Aussenschneiden um das 0,8- bis 1,2fache deren radialen Erstreckung gegenüber dem entgegen der Bohrrichtung liegenden Ende der konvergierenden Schneidkanten zurückver­ setzt. Diese Ausbildung stellt ein Optimum zwischen guter Zentrierung beim Bohrvorgang und grosser nutzbarer Länge der Bohrungswandung dar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines bohrrichtungsseitigen Endes eines Gesteinsbohrers wiedergibt, näher erläutert.

Der insgesamt mit 1 bezeichnete Gesteinsbohrer besteht im wesentlichen aus einem insgesamt mit 2 bezeichneten Schaft und einer in diesem fixierten, insgesamt mit 3 bezeichneten Schneidplatte.

Der Schaft 2 ist mit einer wendelartig verlaufenden Ableit­ nut 4 für das abzutragende Bohrklein versehen. Die Schneid­ platte 3 überragt den bohrrichtungsseitigen Endbereich des Schaftes 2 seitlich und in Bohrrichtung. Die in Bohrrichtung weisende Stirnseite der Schneidplatte 3 verfügt über eine Zentralschneide 5, die zwei in Bohrrichtung konvergierende Schneidkanten 6 aufweist. Die konvergierenden Schneidkanten 6 werden beidseitig von Aussenschneiden 7 überragt, deren Schneidkanten 8 unter einem eingeschlossenen Winkel α von 45° bis 90° zu den parallel zur Bohrerachse verlaufenden Aussen­ kanten 9 geneigt sind und durch die Aussenkanten 9 begrenzt werden.

Die radiale Erstreckung r jeder Schneidkante 8 der Aussen­ schneiden 7 beträgt beispielsweise das 0,2fache der radialen Erstreckung R einer der in Bohrrichtung konvergierenden Schneidkanten 6. Die Schneidkanten 8 der Aussenschneiden 7 sind zu den konvergierenden Schneidkanten 6 entgegen der Bohr­ richtung zurückversetzt. Die Zurückversetzung T entspricht etwa dem Einfachen der radialen Erstreckung r der Schneid­ kanten 8 gegenüber dem entgegen der Bohrrichtung liegenden Ende 11 der konvergierenden Schneidkanten 6.

Claims (4)

1. Gesteinsbohrer mit Schneidplatte, die eine Zentral­ schneide mit zwei in Bohrrichtung konvergierenden Schneidkanten und beidseits daran anschliessend Aus­ senschneiden aufweist, die von zur Bohrerachse parallel verlaufenden Aussenkanten begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschnei­ den (7) Schneidkanten (8) aufweisen, die derart geneigt sind, dass sie mit den Aussenkanten (9) einen Winkel (α) von 45° bis 90° einschliessen.

2. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung (r) der Schneidkanten (8) der Aussenschneiden (7) das 0,1- bis 0,7fache der radialen Erstreckung (R) einer der in Bohrrichtung kon­ vergierenden Schneidkanten (6) beträgt.

3. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Schneidkanten (8) der Aussenschneiden (7) entgegen der Bohrrichtung zurückversetzt sind.

4. Gesteinsbohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (8) der Aussenschneiden (7) um das 0,8- bis 1,2fache deren radialen Erstreckung (r) gegenüber dem entgegen der Bohrrichtung liegenden Ende (9) der konvergierenden Schneidkanten (6) zurückversetzt sind.